Скобки которые показывают примерное;pdf

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ «РОСТЕХНОЛОГИИ»
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ШВАБЕ»
Р14-006 Маш
РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ЛАЗЕРНОГО ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОМОДУЛЯЦИОННОГО МИКРОСКОПА И СОЗДАНИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОИНФОРМАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ С НАНОМЕТРОВОЙ ТОЧНОСТЬЮ СТРУКТУРЫ
ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Авторский коллектив:
Ракович Николай Степанович – заместитель генерального директора по НИОКР и инновационному развитию
ОАО «ШВАБЕ», руководитель работы
Максин Сергей Валерьевич – генеральный директор ОАО «ПО «УОМЗ», кандидат экономических наук
Андреев Александр Геннадьевич – директор Государственного инжинирингового центра ФГБОУ ВПО МГТУ
«СТАНКИН», кандидат технических наук
Григорьев Сергей Николаевич – ректор ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», доктор технических наук, профессор.
Телешевский Владимир Ильич – профессор кафедры «Измерительные информационные системы и
технологии» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», доктор технических наук, профессор
Индукаев Константин Васильевич – директор по науке ООО «Лаборатории АМФОРА»
Кольнер Лев Семенович – главный конструктор ООО «Лаборатории АМФОРА»
Осипов Павел Альбертович - генеральный директор ООО «Лаборатории АМФОРА»
Каширин Александр Иванович – управляющий директор по стратегии – начальник департамента
стратегического управления и инновационного развития ГК «Ростехнологии», кандидат экономических наук
Сергеев Игорь Константинович – доцент кафедры «Медико-технические информационные технологии» МГТУ
им. Н.Э.Баумана, кандидат технических наук, доцент
Разработан способ модуляционной интерференционной микроскопии (МИМ) с разрешением до 0,1 нм по
вертикали (ось Z) и до 10 нм в плоскости XY
Трёхмерный
10
1 – лазер,
рельеф
2 –светоделитель,
3 –поворотное зеркало,
4 – объектив объектного плеча,
5 – исследуемый объект,
6 – объектив опорного плеча,
7 – опорное зеркало,
8 – фазовый пьезоэлектрический модулятор,
9 – система управления фазовым сдвигом
интерференционных изображений 10,
10 – семейство последовательно
детектируемых интерферограмм,
11 – многоэлементная фотоэлектрическая
матрица.
3
11
Компьютерное восстановление
фазового портрета объекта
(
)
× cos(j + Dj )
× cos(j + Dj )
'
I ik' = I объекта + I опоры + 2 I объекта × I опоры × cos j + Djмод
I = I объекта + I опоры + 2 I объекта × I опоры
''
ik
I ik''' = I объекта + I опоры + 2 I объекта × I опоры
1
2
8
6
Ф(t)
9
4 7
5
Y
X
''
мод
'''
мод
Способ МИМ базируется на оптической схеме
интерферометра Линника с фазовой модуляцией Ф(t) в
опорном плече и формированием семейства
интерферограмм по разработанному авторами алгоритму
адаптивного сканирования рельефа поверхности объекта.
В результате компьютерной обработки семейства
интерферограмм восстанавливается пространственный
рельеф поверхности в пределах пятна диаметром D≤12 мкм
при максимальном соотношении сигнал/шум для каждой
точки поля зрения.
Способ получения фазового портрета структуры поверхности защищён патентами: RU 2181498 С1 от 15.01.2001, US Patent No.
10/466,351 от 14.07.2003, European Patent No. 01922153.0-2217 от 23.01.2001, WO2012148309 от 01.11.2012, RU 2463552, 10.10.2012
Разработанная технология МИМ позволяет визуализировать микро- и нанорельеф объекта с локализацией анизотропии
и измерением показателя преломления.
Изображения дифракционной решетки 3600 штр/мм в микроскопах:
МИМ в современной микроскопии
атомно-силовом
по способу МИМ
2
По оценкам экспертов РОСНАНО микроскоп МИМ по разрешающей способности является
лучшим в мире оптическим микроскопом.
ИЗМЕРИТЕЛЬНО - ИНФОРМАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ С НАНОМЕТРОВОЙ ТОЧНОСТЬЮ СТРУКТУРЫ
ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Характеристики микроскопа МИМ:
Поле зрения, мкм ………………………..7-150
Разрешение по вертикали, нм……. 0,1
Разрешение в плоскости XY, нм..…100 – 10
Скорость съемки, кадр/сек………..…3
МИМ-340
Производитель,
модель
Параметры,
свойства
Тип микроскопа
Поверхностное разрешение (X,Y)
Вертик. разрешение (Z)
Трехмерный рельеф
Время получения снимка
Живые объекты в динамике
Окружающая среда
Неразрушающее воздействие
Бесконтактность
Длина волны света
Чувствительность к оптическим
материальным параметрам
Розничная цена (средняя оценка)
Характеристики координатного стола:
Длина хода (X - Y - Z), мм……........ 300x300x100
Точность позиционирования, нм…………….. 10
Повторяемость, нм…………………….……………....10
Непрямолинейность перемещения, нм…….. 40
Скорость перемещения, мм/с..…………….…... 10
Грузоподъемность, кг…………………………….….. 15
Конкурентная область измерительно-информационного комплекса на мировом рынке
УОМЗ
(Россия)
МИМ-340
Цейсс
Германия
Аксиотрон
Цейсс
Германия
LSM510
ZYGO
NewView
6200
США
Диджитал
инструмент
США
Aurora2
JEOL
Япония
JSH6360
Диджитал
инструмент
США
Dimention
3000
Сравнение
C3M Solver
SNOM, НТ МДТ характеристик
Электронный
сканирующий.
Атомносиловой
Сканирующий
ближнепольный
оптический
3 нм
5 нм
Нет
30 мин
Нет
Вакуум
Нет
Да
Электр луч
1 нм
0,1 нм
Да
40 мин
Нет
Воздух
Частично
Нет
Нет излучен
50 - 100 нм
Нет
Не указ.
Нет
Воздух
Частично
Частично
Не указ.
На уровне
Превышает
Превышает
Превышает
Превышает
На уровне
Превышает
На уровне
На уровне
До 10 нм
0,1 нм
Да
0,3 сек
Да
Воздух
Да
Да
532 нм
150 нм
250 нм
Нет
0,1 мин
Нет
Воздух
Частично
Да
248 нм
160 нм
50 нм
Да
30 мин
Да
Воздух
Да
Да
430-640 нм
360 нм
0,1 нм
Да
5 сек
Нет
Воздух
Да
Да
550 нм
Оптический
зондовый
ближнего
поля
100 нм
Не обьявл.
Нет
30 мин
Нет
Воздух
Да
Да
430-640 нм
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Нет
Превышает
$ 150 000
€ 350 000
€ 400000
$ 250 000
$ 250 000
$ 750 000
$ 170 000
$ 75 000
На уровне
Лазерный
интерферометри Ультрафиолет
ческий
Лазерный
конфокал
Интерферометр белого
света
Научно-технический задел защищен 19 патентами, действующими на территории России и стран – конкурентов
Соответствие метрологических характеристик комплекса подтверждено сертификатом
№ РОСС. RU. И750.НЖ02.000050, выданным АНО «Наносертифика» по результатам испытаний
проведенных в МЦ «РОСНАНО».
Соответствие производства ОАО «ПО «УОМЗ» на выпуск нанотехнологичной продукции
подтверждено сертификатом № РОСС. RU. И750.НЖ03.К00002
Разработаны технологии и оборудование для серийного производства высокоточных оригинальных деталей и
узлов комплекса, в том числе многокоординатные ультрапрецизионные станки с ЧПУ :
Разработана оригинальная конструкция длинноходового стола с ходами X=300 мм, Y=300 мм, Z=100 мм с отклонениями от прямолинейности
перемещений не более 40 нм на всей длине хода и полной 3D-автокомпенсацией влияния колебания давления сжатого воздуха в аэростатических
опорах. В конструкции комплекса не возникает перераспределений реакций опор, что исключает линейные и угловые погрешности положения при
перемещении элементов конструкции в любом из 3-х взаимно перпендикулярных направлениях и обеспечивает смещение объектива относительно
объекта на величину не более 1 нм при различных вибрационных воздействиях. Разработан алгоритм управления электроприводами,
обеспечивающий безвибрационное перемещение масс с демпфированием продольных колебаний двигателями в движении и при остановке.
Тем самым обеспечиваются высокоточные измерения в любой точке поверхности площадью 300X300 мм2
Основные узлы микроскопа МИМ-340
3D-модель компоновки микроскопа МИМ-340
Патенты: «Линейное
позиционирующее
устройство»
RU 109846 от 27.10.2011,
RU 130356 от 20.07.2013,
RU 112394 от 10.01.2012
WO2012177175 от 27.12.2012
Патенты: «Угловая
пневматическая опора»
RU 109244 от 10.10.2011,
RU 130017 от 10.07.2013,
WO2012158065 от 2.11.2012
Патенты: «Аэростатическое
устройство для позиционирования
инструмента относительно объекта»
RU 109845 от 27.10.2011,
RU 108131 от 10.09.2011
WO2012148310 от 01.11.2012
Модель А-500
для обработки
оптических
деталей
методом
алмазного
точения
Модель Ф-300
для шлифования и алмазного
точения
оптических
деталей
Модель К-200
Для обработки
хрупких
материалов
методом
шлифования
Измерительно - информационный комплекс с лазерным МИМ - микроскопом и длинноходовым координатным столом
Комплекс предназначен для измерения больших поверхностей объектов (до 300х300 мм): вейферов,
фотолитографических масок, оптических поверхностей и т.д.
ØМикроскоп с выдающимся латеральным разрешением: 10-100 нм – лучшее среди оптических микроскопов
ØВремя получения полного 1280х1024 пикс. Кадра - 0,3 сек.
Ø3D-профилометр с вертикальным сверхразрешением: 0,1 нм
ØВозможность визуализации оптически анизотропных областей микроструктуры размером менее 100 нм
ØВозможность регистрации нанодинамики и записи «нанокино»
ØФокусировка с дискретностью 0,25 нм
ØИзмерительно - информационного комплекс обеспечивает плоскостность и прямолинейность перемещений (в пределах до
40 нм), превосходя характеристики существующих координатно-измерительных машин в 5-6 раз
Области применения (полупроводниковая, оптическая
промышленность и материаловедение)
Примеры МИМ-изображений микро- и
нанообъектов
Ø Дефектоскопия интегральных схем, находящихся под слоем SiO2,
с разрешением 0,1 нм по вертикали и 10-100 нм в плоскости
объекта 3s=50 нм.
Ø Технологический контроль шероховатости Ra до 0,16 нм
Ø Контроль толщины и качества покрытий, в т.ч. поляризующих
Ø Контроль качества дифракционных решеток, зеркал лазеров и
Тонкопленочный
лазерных гироскопов.
Ступенька высотой 3,5 нм
транзистор (TFT)
Ø Контроль толщины оптических покрытий от 2 нм до 1 мкм
Ø Исследование оптических свойств наноструктур материалов
(кристаллитов и межкристаллитных зон)
Ø Исследование физических свойств нанообъектов ( показатель
преломления, анизотропия, фазовый состав, механические
След тяжелого
напряжения)
Ø Исследование динамических характеристик пьезокерамических и иона на полупроводниковой
подложке
магнитострикционных материалов
Поверхность DVD диска
Измерительно - информационный комплекс с лазерным МИМ-микроскопом и длинноходовым координатным столом
Области применения (биология и медицина)
Визуализация клеток крови
МИМ позволяет выявить патологии эритроцитов:
в норме
Экспресс анализ количества
нормальных и патологических
форм эритроцитов – новый
инструмент в гематологии
Активация T- лимфоцитов
MIM 3D image
с патологией
MIM 3D image
Высокий потенциал применения
МИМ в трансплантологии
иммунологии и фармакологии
Морфология опухолевых клеток
Fluorescent
microscope
image
MIM image
20 mm
20 mm
Новые методы
скрининга
лекарственных
препаратов
Исследование клеток в реальном времени:
Фазовая морфология клеток и органелл
Изменения в морфологии клетки под действием
противоопухолевых препаратов
Визуализация вирусов и их структур
Сверхвысокое
разрешение МИМ
позволяет
визуализировать РНК
структуры в вирусах
Модель вируса AH3N2 (гриппа)
МИМ-изображение вируса